近代科学作为一个独立的科学传统，诞生于16世纪中叶。具体的，近代科学的发展又可以分为三个阶段，即创建阶段、消化阶段和鼎盛阶段。
1.创建阶段（16世纪中叶至17世纪）
欧洲中世纪后期的十字军东征、地理大发现、文艺复兴为近代科学的诞生创造了必要的外部条件，同时自然科学自身也在为争取自己的独立而斗争。这个阶段开始的标志是1543年哥白尼发表《天体运行》、维萨留斯发表《人体构造》，这两本书被称为自然科学宣布自己独立的宣言。
耸立在意大利罗马鲜花广场中央的布鲁诺雕像
哥白尼的《天体运行》引起了一场巨大的、持久的、深刻的学术思想革命，使人类开始重新认识宇宙、地球、物体的运动乃至人类自身在宇宙中的位置。在书中，哥白尼创造了一个在数学形式上极其简单的天文学体系，第一次正确地描述了水星、金星、地球和月亮、火星、土星、木星轨道实际相对太阳的顺序位置，提出了日心说，把托勒密以地球为中心的数学上极其繁复的天文学体系推翻了，也摧毁了地球居于宇宙中心是上帝安排的神学宇宙观，开创了近代天文学的新纪元。哥白尼的学说通过意大利哲学家布鲁诺的热情宣传引起了世人的关注和教会的重视，布鲁诺因此在1600年被教会烧死在罗马的鲜花广场。哥白尼之后，德国天文学家开普勒为近代天文学的发展作出了重要贡献。他从老师第谷那里继承了大量精细的天文观测资料，据此建立了行星运动三定律，使新天文学得以确立。
比利时解剖学家维萨留斯1543年出版的《人体结构》一书，纠正了盖仑学说中的200多处错误，打破了盖仑对欧洲医学长达1000多年的统治。维萨留斯由此触怒了教会，被教会判处死刑，只因他是西班牙国王的御医而幸免。以后教会又逼迫他去耶路撒冷朝圣以“忏悔罪过”，不幸死在归途中。10年以后，西班牙医生塞尔维特在匿名出版的《基督教的复兴》一书中提出血液在心肺之间的小循环理论，也被教会视为异端处以火刑，临刑前还活活烤了两个小时。1628年，英国医生哈维在《心血运动论》一书中论述了他的血液大循环理论，也曾遭到强烈的反对，只是由于哈维又是国王的御医，才幸免于难。
意大利物理学家伽利略是近代科学创建阶段从哥白尼到牛顿的关键人物。他用自己制造的望远镜观察天体，为哥白尼的地动说提供了有力的证据，而且他对天体的观测同时也标志着天文学研究从古代的肉眼观测进入了望远镜观测的新时代。伽利略对近代科学的最大贡献在运动学方面，他以一系列关于物体运动的实验，推翻了以亚里士多德为代表的传统运动观念，而且他还用严密的数学形式来表述物体的运动规律，开创了科学实验同数学相结合的科学方法。
近代科学的创建阶段结束于1687年牛顿发表《自然哲学的数学原理》。这本书包括了牛顿在力学、数学和天文学方面最重要的成就。全书的核心是牛顿的力学三定律（惯性定律、加速度定律、作用与反作用定律）和万有引力定律。这些定律构建起一个完整的力学理论体系，把过去一向认为是截然无关的地球上的物体运动规律和天体运动规律概括在一个严密的统一理论中。这是人类认识自然的第一次理论大综合。牛顿力学是整个物理学和天文学的基础，也是现代一切机械、土木建筑、交通运输等工程技术的理论基础。
除天文学和力学之外，这一阶段数学的发展主要是法国数学家笛卡尔和费尔马建立的解析几何，使常量数学进入到变量数学；牛顿和莱布尼兹建立的微积分则使数学的发展迈上一个新的台阶。
